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在腫瘤相關(guān)蛋白定量研究中的應(yīng)用

發(fā)布時間： 2021-09-07　　點擊次數(shù)： 1694次

利用非標記（2D，Label free）及標記（DIGE、SILAC、iTRAQ）定量的蛋白組技術(shù)與方法，可以實現(xiàn)對不同樣品中的大量蛋白進行大規(guī)模的相對定量研究，進而為相關(guān)具體機制的深入闡明提供基礎(chǔ)和思路。

癌癥發(fā)生機制研究方面，Kikuchi 等人利用非標記的 Label free 方法分析了臨床非小細胞肺癌組織與正常肺組織的蛋白質(zhì)組差異，共鑒定到了 3621 個蛋白質(zhì), 并發(fā)現(xiàn)其中 758 個蛋白質(zhì)在兩組樣本中存在顯著地表達差異。利用生物信息對差異數(shù)據(jù)進行進一步的分析和篩選，作者選取了其中一些差異表達蛋白進行了進一步地表達驗證和功能研究，并證實 p21- activated kinase 2 的差異表達在非小細胞肺癌的增殖與轉(zhuǎn)移過程中具有重要作用，可能成為非小細胞肺癌治療的新靶點。相關(guān)成果發(fā)表在 2012 年《Molecular & Cellular Proteomics》上。基于該蛋白質(zhì)組學實驗發(fā)掘的大量蛋白質(zhì)差異表達數(shù)據(jù)，該研究團隊在后續(xù)的研究中選取了其中另外一個差異表達蛋白——SLC1A5 (solute-linked carrier family A1 member 5)進行了進一步地功能研究，并于 2013 年在《Clinic cancer research》上發(fā)表了關(guān)于 SLC1A5 通過介導谷氨酸轉(zhuǎn)運影響非小細胞肺癌生長和存活的論文。

腫瘤轉(zhuǎn)移研究方面，為了闡明 epidermal growth factor receptor (EGFRvIII)突變導致多形性膠質(zhì)母細胞瘤表現(xiàn)出高浸潤表型的分子機制，Mukherjee 等人發(fā)表于 2009 年《Cancer Research》的研究，利用 iTRAQ 的方法分別標記了野生型（wtEGFR）和突變型(EGFRvIII)腫瘤組織樣本，并檢測了兩類樣本中蛋白質(zhì)組的表達變化，發(fā)現(xiàn)了 18 個蛋白質(zhì)在兩類樣本中存在>1.5 倍的表達差異。在此基礎(chǔ)上，作者從差異表達蛋白質(zhì)中選取了細胞侵襲相關(guān)蛋白 CRMP1 進行了進一步的表達和功能驗證，并最終證實 CRMP1 缺失對 EGFRvIII 突變多形性膠質(zhì)母細胞瘤的高浸潤表型具有重要貢獻。Schliekelman 等 2011 年發(fā)表在《Cancer research》的研究利用 SILAC 的方法對 miR-200 缺失誘導上皮細胞間質(zhì)轉(zhuǎn)化（EMT）的高轉(zhuǎn)移肺腺癌細胞與非高轉(zhuǎn)移腺癌細胞進了標記，并檢測兩組細胞的全細胞裂解液、細胞表面蛋白質(zhì)及條件培養(yǎng)基中的蛋白質(zhì)表達差異：發(fā)現(xiàn)了大量新的與肺腺癌轉(zhuǎn)移相關(guān)的蛋白質(zhì)，尤其是腫瘤轉(zhuǎn)移中發(fā)生的大范圍的微環(huán)境的改變，并構(gòu)建了 TGF-β 作用分子信號網(wǎng)絡(luò)。通過比較 microRNA- 200 缺失后腫瘤細胞蛋白質(zhì)組的差異表達，作者證實了 microRNA-200 限制 EMT 發(fā)生和轉(zhuǎn)移的作用是通過直接調(diào)節(jié)細胞外基質(zhì)蛋白和肽酶實現(xiàn)的。

腫瘤干細胞研究方面，為了發(fā)現(xiàn)新的腫瘤干細胞生物標志物，Ching-Huai Ko等利用iTRAQ 的方法，通過比較肝癌細胞與肝癌干細胞的蛋白質(zhì)組差異，發(fā)現(xiàn)了一些新的可用于鑒定肝癌干細胞的生物標志物，并對相關(guān)差異表達蛋白質(zhì)的功能進行了驗證。在腫瘤干細胞功能研究方面，利用 DIGE-MS 的方法，Thirant 等發(fā)表于 2012 年《Stem cell》的研究比較了神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細胞樣細胞與神經(jīng)干細胞的蛋白質(zhì)組表達差異，發(fā)現(xiàn)肝癌衍生生長因子（HDGF）在神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細胞中顯著地高表達，進而進一步證實 HDGF 是一個新的神經(jīng)膠質(zhì)瘤干細胞相關(guān)的血管新生因子。

腫瘤微環(huán)境研究方面，Zeng 等利用 SLIAC 的方法研究了腫瘤細胞與正常上皮細胞共培養(yǎng)條件下細胞分泌蛋白組的變化，鑒定到了共培養(yǎng)體系細胞上清中 45 個表達增加超過 2 倍的蛋白質(zhì)，這些蛋白均與腫瘤相關(guān)的生物過程有關(guān)。此研究為后期研究腫瘤細胞與微環(huán)境細胞間的相互作用提供了基礎(chǔ)。

除了相對定量，利用基于選擇性/多反應(yīng)監(jiān)視（SRM/MRM）質(zhì)譜技術(shù)的蛋白組學，可以實現(xiàn)對復雜樣品中的目的蛋白進行絕對定量。2011 年發(fā)表在《PNAS》的研究利用 SRM 的蛋白質(zhì)組學方法檢測了不同腫瘤細胞系中 Ras 突變蛋白的表達。SRM 實驗發(fā)現(xiàn)平均每個 SW480 結(jié)直腸癌細胞中有大約 1.3*106 個野生型 Ras 蛋白，突變 Ras 與野生型 Ras 的比例為 5.6。同樣的方法也被用于進行正常結(jié)直腸組織、結(jié)直腸癌腫瘤組織和胰腺囊腫液等臨床樣本中 Ras 突變蛋白的絕對定量。

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